X6125型万能升降台铣床插削功能扩展的设计.doc
X6125型万能升降台铣床插削功能扩展的设计（全套含CAD及三维图纸）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共42页)
编号：208300046
类型：共享资源
大小：3.19MB
格式：ZIP
上传时间：2022-04-17
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
X6125
万能
升降台
铣床
功能
扩展
设计
全套
CAD
三维
图纸
- 资源描述：
-
X6125型万能升降台铣床插削功能扩展的设计（全套含CAD及三维图纸）,X6125,万能,升降台,铣床,功能,扩展,设计,全套,CAD,三维,图纸
- 内容简介：
-
毕业设计(论文)X6125型万能升降台铣床插削功能扩展的设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年 月 日摘 要本论文说明了万能升降台铣床的化插削功能扩展的设计过程，较详尽地介绍了X6125万能升降台铣床机械改造部分的设计及系统部分的设计。针对现有常规X6125万能升降台铣床的缺点提出插削功能扩展改造方案提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。关键词：插削功能扩展，铣床34ABSTRACTThispaperillustratesthedesignprocessofNCuniversalliftingplatformmillingslottingfunctionexpansion,itdescribesindetailthedesignofmechanicalpartofthetransformationofthemillingmachineandCNCsystemispartoftheX6125universalliftingInviewoftheexistingconventionalX6125universalmillingmachineshortcomingsslottingfunctionexpansionrevampingschemetoimprovethemachiningprecisionandexpandtheusingrangeofmachinetools,andimprovetheproductivity.Keywords: slottingfunction expansion, millingmachine目 录目 录IV第1章X6125型万能升降台铣床概述11.1课题研究背景11.2课题研究意义21.3X6125铣床的参数31.4插削原理与介绍41.5铣床传动系统5第2章铣床总体方案设计62.1方案设计及方案图62.2方案确定9第3章 插削机构部分设计103.1 系统总体方案的分析103.2 主轴输出功率的计算113.3 改进机构切削功率的校核113.3.1 切削力的估算113.3.2 计算切削功率所需切削速度的确定133.4 由切削功率推算许用工作转速183.4.1 整理数据如下183.4.2 切削功率的确以及转速定范围的确定183.5偏心轮机构的选用及计算183.5.1 大连杆的强度校核223.5.2 铰耳强度校核243.6 轴的强度校核263.7 各个零件的3D设计27第4章 插削机构的安装以及注意事项31总结与展望32参考文献33致谢34第1章X6125型万能升降台铣床概述1.1课题研究背景铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用。铣床作为机械加工的通用设备生产中一直起着不可替代的作用。铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。铣床系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铣床的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美，各种参考文献也数不胜数。插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同.1.2课题研究意义在某种意义上，一个国家机床设计和制造水平的高低，决定着个国家整个制造业水平的高低。在信息革命的推动下，现代工业技术发展迅猛。近年来，各国在信息工业。航空航天工业，军事工业，电子工业，能源工业等领域竞争日益激烈。随着这些高科技领域日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展，对机床的要求也越来越高。现代机床正向高速、大功率、高精度的方向发展。随着机床向高速度、大功率和高精度方向的发展，除了要求机床重量轻、成本低、使用方便和具有良好的工艺性能以外，而着重要求机床具有愈来愈高的加工能。而机床的加工性能又与其动态特性紧密相关。事实表明，随着机床的加工精度的不断提高，对机床动态特性的要求也愈来愈高。高等工科院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生在校期间的昀后学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。1.3X6125铣床的参数主要技术参数X6125工作台尺寸mm1200250工作台行程（纵向/横向/垂向）mm680/280/400工作台“T”型槽槽数/槽宽/槽距mm5/14/50主轴变速范围r/min12级351500主轴锥度7:24IS040工作台纵横进给量rmm/min8级20-800工作台升降进给量mm/min8级10-400主轴中心至工作台面距离mm35-435工作台最大回转角度45度主电机功率kw3进给电机功率mm0.75冷却泵流量L/min12外形尺寸mm1685x1680x1810机床重量（净重）kg13501.4插削原理与介绍圆周进给传动链决定插齿刀和工件对滚的速度。由于插齿刀上下往复运动一次时，插齿刀本身转动的快慢，与渐开线齿廓精度有关，同时也决定了插齿刀每一次切削的切削负荷。因此，圆周进给运动是以插齿刀上下往复一次时，插齿刀在节圆上所转过的弧长来表示。插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。上图为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动等组成。电动机经过传动、齿轮传动减速后带动回转。1.5铣床传动系统第2章铣床总体方案设计2.1方案设计及方案图插削机构1、凸轮机构实现 插床机构运动方案示意图插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图示为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄1回转，再通过导杆机构123456，使装有刀具的滑块沿道路yy作往复运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴上的凸轮驱动摆动从动件和其他有关机构（图中未画出）来实现的。2、不完全齿轮间歇旋转机构根据前诉的设计要求和工作台需要直线往复间歇性运动和间歇性转动，还有插刀执行机构在回程阶段应该尽可能的减少时间提高效率，因而采用具有急回特性的曲柄滑块机构。综上制定机构图表2插床机械设计的机构选型功能执行构件工艺动作执行机构插削成形插刀直线往复运动（具有急回特性）导杆机构工作换位工作台前后，左右方向的进给运动和间歇性转动凸轮机构棘轮机构槽轮机构不完全齿轮3、偏心轮机构自己设想的2.2方案确定由于同组同学已经有做凸轮结构的设计，现在需要做的不同，根据与指导老师的交流，在这我选择偏心轮机构设计。第3章 插削机构部分设计3.1 系统总体方案的分析X6125万能升降台铣床主轴输出端的运动是回转运动，插削机构的运动方式是直线往复运动。根据二者的差别，我们拟采用中间的连接机构将二者互转。利用偏心轮带动大连杆，大连杆驱动小连杆实现的，小连杆带动插刀沿着滑槽运动。回来之后我们结合所学专业知识分析得如下运动简图： 本次设计已知数据有：主传动电动机P=3KW；转速范围（35-1500r/min）。3.2 主轴输出功率的计算 参考吴宗泽 主编 机械零件设计手册P9 表1-15，并参照如下（图1-3及图1-4）得：普通V带传动 传动效率 1 = 0.96 ;圆柱齿轮传动 传动效率 2 = 0.995（4对）；滚动轴承 传动效率 3 = 0.99（每对）（4对）；圆锥滚子轴承 传动效率 4= 0.98（每对）（1对）；圆柱滚子轴承 传动效率 5= 0.99（每对）（1对）;联轴器 传动效率 6= 0.99。系统传动的效率： =12434456 式4-1= 0.960.99540.9940.980.990.99= 0.87主轴的输出功率：P1 = Pd 式4-2=30.87=2.61注：为原铣床主运动的电动机额定输出功率。关于校核，根据相关数据如：机床输出转速范围为 35 -1500 r/min；主轴输出功率为 P= 2.61KW 。 3.3 改进机构切削功率的校核机构能否最终实现切削，主要是看机构的输出功率（P1）能否满足切削材料所需的功率（Pm）,而Pm = FCvC, FC 为切削力，vC 为切削速度。3.3.1 切削力的估算切削力的大小由很多因素决定，如工件材料、切削用量、刀具角度、切削液和刀具材料等等。而一般对切削力影响最大的是工件材料和切削用量。在实际的生产生活中，切削力的计算可用经验公式来计算（经验公式是建立在实验基础上，并综合了影响切削力的各个因素）。另外经验公式中的系数和指数，可从有关资料（“切削用量手册” 等）中查出。生产中常用切削层单位面积切削力Kc来估算切削力Fc的大小。因为Kc 为切削力 Fc与切削层公称横截面积AD之比，所以FC = KCAD 式 4-3；FC = KCbDhD kcpf N 式 4-4；公式中： KC 切削层单位面积切削力，MPa(N/mm2)； bD 切削层公称宽度，mm； hD 切削层公称厚度；再定假设： bD = 4mm （由设计装刀杆孔尺寸得）； hD = 1mm；结合式6-4；KC 的数值可以从相关资料中查出，下表摘选了几种常用材料的KC值表 4-1材 料牌 号制造、热处理状态硬度HBSKC/MPa结构钢45(40Cr)热轧或正火调 质187（212）229（285）19622305灰铸铁铅黄铜硬铝合金HT200HPb59-1LY12退 火热 轧淬火及时效 170 78 1071118736834以上所有内容均摘自 邓文英 宋力宏 主编 的金属工艺学 下册 P18-P19 的相关叙述。由此可知，一般应用中，KC的最大值为结构钢调质为 2305 MPa.，但插削加工时不很常用，所以在此取结构钢热轧或正火时的KC值1962Mpa进行计算。所以 FC = KCbDhD = 4 1 1962 = 7.848 KN3.3.2 计算切削功率所需切削速度的确定切削速度（B点的速度）主要由所设计的偏心轮的转速（铣床主轴的输出转速）、以及转动的位置等决定。经过分析，当转速一定为N时，得到一个转速最大的位置，从而分析此位置，并进行计算。下图4-3就为机构运动的各个位置图，我们可以借助它来进行分析。图4-3 机构运动位置图我们可以按照机械原理课程设计的方法对机构运动的速度进行分析，从而得到一个最大速度的运动点。经过分析，易得运动左右两部分为对称结构，速度也相互对称，所以只需要分析一边（取右边）进行。导杆机构运动分析1、求原动件上运动副中心A的v和a v= l 0.6908m/s式中vB点速度（m/s）方向丄AOa= l=3.3382m/s式中aA点加速度(m/s）,方向A O2、解待求点的速度及其相关构件的角速度由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体，利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量方程式，作图求解。列出OB杆A点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系绝对速度=牵连速度+相对速度先列出构件2、4上瞬时重合点A（A，A）的方程，未知数为两个，其速度方程： v v + v方向：丄AO丄AOAO大小：？ l？定出速度比例尺，在图纸中，取p为速度极点，取矢量pa代表v,则速度比例尺（m s/mm）=0.002 ms/mm作速度多边形，求出、根据矢量方程式作出速度多边形的pd部分，则v (m/s)为v=0.6908m/s = v/ l=1.027rad/s其转向为顺时针方向。v=l=0.4785 m/sB点速度为v，方向与v同向.图2 位置5速度多边形求解C点速度矢量方程作图V、V V= V + V 方向：水平 丄BO 丄BC 大小：？ l ？通过作图，确定点速度为=bc=0.383m/s Vpc=0.5507m/s式中V点速度，方向为pc。3、解待求点的加速度及其相关构件的角加速度1) 列出点加速度矢量方程式牵连速度为移动时，绝对加速度牵连加速度相对加速度，牵连运动为转动时，（由于牵连运动与相对运动相互影响）绝对加速度牵连加速度相对加速度哥氏加速度，要求点加速度，得先求出点加速度， a= a + a= a+ a+ a+ a方向：？丄AO丄AO丄大小：？l？l 0 ? 2v2）定出加速度比例尺在一号图纸中取p为加速度极点，去矢量pa代表a，则加速度比例尺（ms/mm）=0.2 m/s/mm3) 作加速度多边形，求出a、a、a根据矢量方程图则 a=aa=0.7152 m/sa=ka=6.247m/sa=pa=0.519 rad/s方向为 水平向右下12a= a l/ l=3.279m/sa= l=1.225 m/s4）列出C点加速度矢量方程5）作图求解a 、a、 a a = a+ a+ a+ a方向：水平 BC 丄BC AB 丄AB大小： ？ V/l ? l al/ l由上式可得： a=0.0.15m/s、a=2.77m/s确定构件4的角加速度a4由理论力学可知，点A4的绝对加速度与其重合点A3的绝对加速度之间的关系为：方向：O4B O4B O4B O4A O2A 大小： ？ vlo2A ? 2v4Va4a3 vlo2A其中a法向和切向加速度。a为科氏加速度。从任意极点O连续作矢量O和k代表aA3和科氏加速度，其加速度比例尺1:0.219；再过点o作矢量oa4”代表a，然后过点k作直线ka4平行于线段oa4”代表相对加速度的方向线，并过点a4作直线a4a4垂直与线段ka4，代表a的方向线，它们相交于a4，则矢量oa4便代表a4。构件3的角加速度为a/lO4A将代表a的矢量ka4平移到机构图上的点A4，可知a4的方向为逆时针方向。图3位置5加速度多边形V3VCBvCVB4vaA3aKA4A3anA4atA4anCBac大小方向50.70.060.60.61.3顺时针3.30.70.50.280.031.93导杆机构的动态静力分析已知 各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重 心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的同一张图纸上。步骤 1） 选取阻力比例尺= 500 ，根据给定的阻力Q和滑块的冲程H绘制阻力线图。2） 根据个构件的重心的加速度即角加速度，确定各构件的惯性力和惯性力偶矩 ，并将其合为一力，求出该力至重心的距离。3）按杆组分解为示力体，用力多边形法决定各运动副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。将所有位置的机构阻力，各运动副中的反作用力和平衡力矩的结果列入表中： 动态静力分析过程：在分析动态静力的过程中可以分为，摇杆滑块，曲柄三个部分。 对于可以列出以下力的平衡方程式：F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16 =0方向：x轴 y轴 与a6反向BC y轴大小：7000 700 -m6a6 ? ?以作图法求得:位置5 R45 = 7286.9 N 位置5 R16 = 116.07 N 力矩平衡方程式：M=0 P*yp+G6*hg+Fi6*h6+R16*h16=0对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式：F=0 R54 + R34 + Fi4 + G4 + R14=0方向: BC O4B a4 y轴 ?大小：R54 ？ m4a4 220 ?力矩平衡方程式：M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0由此可以求得R34的大小：R34= 2283 N最后可以利用力的平衡方程式做力的多边形解出位置5 R32=16691.58 N，在摇杆上可以得到R34=-R32最终得出位置5 Mb=633.95Nm图5扭矩图项目位置PFr54Fr32hlxMb大小方向 5 70007290167000.2262850635顺时针单位NNN.m3.4 由切削功率推算许用工作转速3.4.1 整理数据如下由以上求得的计算用切削用力 ：FC = 7.848KN 计算用切削速度 ：VB = 0.14N再根据切削功率的计算公式 ：Pm FCvC所以 ： N 14 Pm 式4-8；注：N的单位为r/min; Pm的单位是KW。3.4.2 切削功率的确以及转速定范围的确定由于切削功率Pm 必须小于铣床可以输出的功率P11（一般机床传动效率1范围0.75-0.85）所以取： Pm1 = 2.3 KW所以插削机构运行合理的主轴转速：N 、先将偏心轮与主轴端固定得当偏心轮上的4个M16螺栓则起到固定作用）； 2、先将连接轴螺纹端拧进偏心轮的配合偏心孔（尽可能的紧），然后将连杆轴直径轴段配合，在此轴端用螺母拧住（保留一定的空间，保证连杆的正常转动）； 3、安装机构的底座：首先将连杆放在运动在最低点时的位置，然后（至少两人）将底座抬到工作台上，继而将其抬起用铣床主轴端的法兰盘定位，一个人拖住，保证不向前掉下来。 4、连接壳体：然后将壳体抬起，并与底座相结合，用T形螺栓将其固定（保证连杆的上联孔与滑枕的上端的轴连接）。总结与展望总结与展望毕业设计是对我们大学期间所学知识的一次总结与运用，是对以前每门课程设计的综合，是对所学知识的彻底检验。刚开始选择课题的时候，我因为对铣床比较感兴趣，所以选择了关于铣床方面的课题。我所在的组设计的是一台铣床，我主要对其中的横向进给系统及纵向进给系统进行设计。开始设计之前，我首先上网搜索了有关铣床方面的知识，对铣床的发展现状和发展趋势有了进一步的了解，也让我学习到了很多新的知识。设计的时候，我们对学校的一些铣床进行了观察，我主要观察了机床的进给系统结构，同时并结合自己的课题对机床的总体布局做了进一步的研究，并通过查阅资料和相关图册，设计出了满足铣床需要的横向进给系统及纵向进给系统。毕业设计是我们走向工作岗位的最后一次练兵，是一次理论和实践完美结合的过程。在近三个月的毕业设计当中，使我更加认识到理论联系实际的重要性，只有理论而不去进行实践是不行的。在设计过程中，我参考了一些图纸，在参考的基础上，理解并分析其优缺点，取长补短，对自己其中不合理的部分进行了充分改进。通过这次设计，自己在查阅资料、运用资料、中英文翻译、运用专业知识及CAD绘图等方面的能力有了较大地提高，对如何将机、电互相结合起来有了较深刻的认识，弥补了原来学习中的很多不足之处，为以后从事机械方面的工作打下了一定的基础，积累了一定的经验，对设计工作有了一定的认识。总之，这次设计顺利完成使我受益匪浅，不但巩固了我以前学习的东西，而且学到了很多新东西，为我走向社会打下了深厚的基础。同时也使我懂得了一个真正设计的步骤以及方法。参考文献1文怀兴，铣床设计，北京：化学工业出版社，2005.112杜君文，机械制造技术装备及设计，天津：天津大学出版社，2007.103
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号